CANEVAS à COMPLETER (et à cocher)

Etudier facilement la mécanique à partir de vidéos de mouvement, d’un logiciel de numérisation et
d’un tableur (Atelier expérimental)
Dominique LAMBERT, Institut Instruction Chrétienne (Flône)
AESS chimie, formateur IFC, ADE (Apple Distinguished Educator) et spaceteacher (Eurospace Society)
Ces TP sont très motivants pour les élèves et facilement réalisables en une période de cours (par
mouvement). Personnellement je réalise une petite vidéo d’une chute libre avec les élèves et j’effectue le
montage avec eux (une période de cours). Si le temps est compté, je reprends une vidéo de l’année
précédente. C’est une façon « ludique » d’aborder les notions de vitesse instantanée et d’accélération,
ainsi que la représentation graphique de v=f(t) , d=f(t). Ce qui n’empêche pas de faire des problèmes
classiques. J’étudie également F=m.a dans un TP.
Objectif :
Rendre les professeurs non chevronnés autonomes afin de leur permettre d’expérimenter quelques TP qu’ils
pourront refaire avec leurs élèves au CCM. Les TP se composent de 3 activités:
a)
Utiliser un logiciel d’acquisition de données (tracker, en l’occurrence) afin d’analyser le
mouvement capté par vidéo
b)
Exploiter les données dans un tableur « open office » pour calculer les vitesses instantanées et
les accélérations
c)
Tracer les graphiques et modéliser ces tracés à l’aide d’une équation (courbe de tendance)
Lien avec le nouveau programme :
Thème 1 « Cinématique et dynamique » du programme de 5e année
Famille de tâche concernée : Mener à bien une démarche expérimentale (FT2)
Compétences à faire acquérir aux élèves:

Analyser expérimentalement un mouvement de chute libre

Etablir expérimentalement la loi F=m.a

Acquérir des compétences liées à l’utilisation de l’outil informatique : utilisation d'un tableur,
insertion de formules, réalisation de graphiques ...
Déroulement
Concrètement :
Chaque professeur utilisera un premier logiciel (freeware qui fonctionne dans les environnements Mac et
Windows) pour mettre des axes, une échelle et numériser la position d’un mobile en fonction du temps. Il
transférera les données (t,x) dans un tableur et effectuera les calculs de vitesses, accélérations et puis une
mise en graphique.
Utilisation du logiciel d’acquisition & tableur
Chaque participant réalise sur un ordinateur, en même temps que le formateur :
 Importation de la séquence de film (vidéo) dans le logiciel
 Délimitation des images de départ, finale et du temps (pas) sur la vidéo
 Insertion d’un système d’axe XY sur le film
 Insertion et paramétrage de l’échelle des distances
 Définir un centre de masse
 Positionner le centre de masse sur chaque image pour obtenir (t,x)
 Copier/coller les valeurs (t,x) dans un tableur
Dans le tableur (OpenOffice):
 Insertion des données (t,x)
 Recherche de la vitesse instantanée et de l’accélération pour chaque point.
 Mise en graphique et recherche de l’équation du mouvement (courbe de tendance)
Films fournis par le formateur : chute libre et F=m.a
Suivant le temps disponible : comparaison de deux techniques (papier et film)
Les participants utilisent le tableur pour calculer la vitesse et l’accélération à partir des deux techniques : le
papier avec les points imprimés tous les 1/10s et la vidéo du mouvement.
Note : des vidéos de mouvements seront fournies par le formateur, et éventuellement un DVD de l’ESA sur
les lois de Newton à bord de l’ISS.